Композиционные аэрогели на основе восстановленного оксида графена, декорированного наночастицами оксидов железа, для сорбции тяжёлых и редкоземельных металлов из растворов сложного состава - Александр Викторович Бабкин; Елена Александровна Захарченко; Елена Анатольевна Нескоромная; Мария Александровна Рыженкова (Сорбционные и хроматографические процессы, 2022)
Работа посвящена разработке перспективной технологии получения эффективных сорбционных материалов на основе модифицированных графеновых структур с использованием доступных и экологически чистых реагентов. В качестве исходного сырья для получения наночастиц оксидов железа использован доступный хлорид железа (III). Смешением растворов ацетата железа с дисперсией оксида графена с дальнейшим восстановлением гидроксидов железа до оксидов и оксида графена до графена аскорбиновой кислотой, получена устойчивая структура гидрогеля. С применением методов сушки в сверхкритическом изопропаноле синтезирован высокопористый аэрогель, модифицированный наночастицами оксидов железа. Полученный композиционный материал охарактеризован методами СЭМ, ПЭМ, XRD, БЭТ. Установлено, что в структуре аэрогеля наночастицы железа присутствуют в форме ферромагнитных оксидных фаз – γ-Fe2O3 и Fe3O4. Методом ПЭМ показано, что частицы равномерно распределены в углеродной матрице аэрогеля, средний размер идентифицированных наночастиц оксидов железа не превышает 100 нм. Методом XRD подтверждено восстановление оксида графена в процессе синтеза, а также наличие оксидов железа в структуре аэрогеля в предполагаемых ферромагнитных формах. Методом адсорбции/десорбции азота установлено, что структура аэрогеля представлена преимущественно микропорами. Величина удельной поверхности синтезированного аэрогеля составила – 670 м2/г. При адсорбции широкого ряда ионов металлов из слабокислых растворов сложного состава показана возможность эффективного комплексного извлечения редкоземельных элементов синтезированным аэрогелем. Суммарная степень извлечения превышает 80%, а по некоторым актинидам –  95%, при этом суммарная степень извлечения щелочноземельных элементов около 10%.